Question

【題目】現有一包鋁熱劑是鋁粉和氧化鐵粉末的混合物，在高溫下使之充分反應，將反應后的固體分為兩等份，進行如下實驗（計算濃度時假定溶液體積沒有變化）：

①向其中一份固體中加入100mL 2.0mol/L的NaOH溶液，加熱使其充分反應后過濾，測得濾液的c（OH-）＝1mol/L；

②向另一份固體中加入140mL 4．0 mol/L的HCl溶液，使固體全部溶解，測得反應后所得溶液中只有H+、Fe2+和Al3+三種陽離子且c（H+）=1mol/L。

（1）寫出該鋁熱反應的化學方程式：_______________________________

寫出實驗①發生的離子方程式：_________________________________。

（2）這包鋁熱劑中鋁粉的質量為___________________________。

（3）這包鋁熱劑中氧化鐵粉末的質量為__________________________________。

Answer 1

【答案】 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 Al2O3+2OH-=AlO2-+2H2O、2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑ 5.4g 9.6g

【解析】（1）鋁熱反應是鋁與氧化鐵在高溫條件下反應生成鐵和氧化鋁，反應的化學方程式為：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；實驗①鋁熱反應后的混合物與氫氧化鈉作用，其中只有氧化鋁及未反應的鋁與氫氧化鈉反應，發生的離子方程式有：Al2O3+2OH-=AlO2-+2H2O、2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑；實驗①中用去n(NaOH)＝100mL×(2.0mol/L－1.0mol/L)＝0.1mol，無論是Al還是Al2O3，與NaOH溶液反應后都生成NaAlO2，鋁熱劑中：n(Al)＝n(NaOH)×2＝0.2mol，m(Al)＝5.4g；實驗②所得溶液中，根據“電荷守恒”有n(H+)＋2×n(Fe2+)＋3×n(Al3+)＝n(Cl－)，則n(Fe2+)＝＝0.06mol，鋁熱劑中n(Fe2O3)＝n(Fe2+)××2＝0.06mol，m(Fe2O3)＝9.6g。